《定律的应用牛顿定律适用范围》由会员分享，可在线阅读，更多相关《定律的应用牛顿定律适用范围（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2.3 牛顿运动定律的应用牛顿运动定律的应用一一. 微分问题微分问题例例解解二二 . 积分问题积分问题求求 物体受到的力物体受到的力已知一物体的质量为已知一物体的质量为 m , , 运动方程为运动方程为已知运动状态，求质点受到的合力已知运动状态，求质点受到的合力已知质点受到的合力已知质点受到的合力 ，求运动状态。，求运动状态。与质点运动学相似，质点动力学问题大体可分为两类问题。与质点运动学相似，质点动力学问题大体可分为两类问题。1刁狙姓筒纸匡昆愈雷皱歌杀若歇哀柑瘪镍翌垮撑涯直虱诽布燃趁共憎哇肤定律的应用牛顿定律适用范围CH2-3 牛顿运动定律的应用设一高速运动的带电粒子沿竖直方向以设一高速运动
2、的带电粒子沿竖直方向以 v0 向上运动，从向上运动，从时刻时刻 t = 0 开始粒子受到开始粒子受到 F =F0 t 水平力的作用，水平力的作用，F0 为常量，为常量，粒子质量为粒子质量为 m 。水平方向有水平方向有例例解解粒子的运动轨迹。粒子的运动轨迹。求求由由x、y消去消去t得运动轨迹为得运动轨迹为竖直方向有竖直方向有带电粒子重力可以忽略！带电粒子重力可以忽略！2戴险披匙贩深蘸甘羔杂蚌益袭肃蕴姿根沪揩榷课疵使聋资苔梯映播夏喝叔定律的应用牛顿定律适用范围CH2-3 牛顿运动定律的应用设一物体在离地面上空高度等于地球半径处由静止落下。设一物体在离地面上空高度等于地球半径处由静止落下。在地面附近
3、有在地面附近有以地心为坐标原点，物体受万有引力以地心为坐标原点，物体受万有引力解解例例它到达地面时的速度它到达地面时的速度（不计空气阻力和地球的自转）。不计空气阻力和地球的自转）。求求3函叁桩搏册堆邢逞体颂西沃波拙级蛀涯葱伤纂蕾祝媚空趾视统掷郡睁典巷定律的应用牛顿定律适用范围CH2-3 牛顿运动定律的应用例例在竖直向上方向建坐标，地面为原点（如图）在竖直向上方向建坐标，地面为原点（如图）. .设其所受地面弹力为设其所受地面弹力为 N解解Oyly取取整个绳整个绳为研究对象为研究对象一柔软绳长一柔软绳长 l ，线密度，线密度 ，一端着地开始自由下落，一端着地开始自由下落. .求求 下落到任意长度下
4、落到任意长度 y 时刻，给地面的压力为多少？时刻，给地面的压力为多少？自由自由落体落体匀加速直匀加速直线运动线运动下部未下部未“动动”4檀松孔夜勿舶真赤耸睛粕管筷促魔酸携己他菲壳萧淀哭展搞炬患抓必潞吾定律的应用牛顿定律适用范围CH2-3 牛顿运动定律的应用以初速度以初速度v0 竖直向上抛出一质量为竖直向上抛出一质量为m 的小球，小球除受的小球，小球除受重力外，还受一个大小为重力外，还受一个大小为mv 2 的粘滞阻力。的粘滞阻力。解解例例求求 小球上升的最大高度。小球上升的最大高度。5得娟令揍蝴石衫秘刻史妖涧尧惠肇宅湿完论脯合缕抄奢剖浮刃寻奔陨帕线定律的应用牛顿定律适用范围CH2-3 牛顿运动定
5、律的应用装沙子后总质量为装沙子后总质量为M 的车由静止开始运动，运动过程中合的车由静止开始运动，运动过程中合外力始终为外力始终为 f ，每秒漏沙量为，每秒漏沙量为 。解解 取车和沙子为研究对象，地面参考系如图，取车和沙子为研究对象，地面参考系如图，t = 0 时时 v = 0例例fx求求 车运动的速度。车运动的速度。6变量变量分离分离庇迷卿佃褂至砒足巨诚盔寞鹤桶屉趋剃居瑟拆际围盼瑟话搀杭华傲虎蛀彼定律的应用牛顿定律适用范围CH2-3 牛顿运动定律的应用 即即2.4 牛顿运动定律的适用范围牛顿运动定律的适用范围一一. 惯性系惯性系甲乙m牛顿定律适用牛顿定律适用牛顿定律不适用牛顿定律不适用有力有力
6、地面参考系中的观察者地面参考系中的观察者甲甲：运动车厢参考系中的观察者运动车厢参考系中的观察者乙乙：有力有力和加速度和加速度即即无加速度无加速度惯性系：惯性系：牛顿运动定律适用的参照系牛顿运动定律适用的参照系结论：结论： 牛顿第二定律不能同时适用于上述两种参考系牛顿第二定律不能同时适用于上述两种参考系7榨社扑春欠辐端汝蛰艺弯嗜霉募肖恿拷聪洋硼碴唬绰罩拖部诚投慷壕枕抡定律的应用牛顿定律适用范围CH2-3 牛顿运动定律的应用讨论讨论(2) 相对于一惯性系作匀速直线运动的参照系都是惯性系。相对于一惯性系作匀速直线运动的参照系都是惯性系。(1) 严格的惯性系是关于参照系的一种理想模型。大多数严格的惯性
7、系是关于参照系的一种理想模型。大多数情况下，通常取地面参照系为惯性参照系。情况下，通常取地面参照系为惯性参照系。二二. 牛顿运动定律的适用范围牛顿运动定律的适用范围牛顿运动定律适用于宏观物体的低速运动。牛顿运动定律适用于宏观物体的低速运动。说明说明物体的高速运动遵循相对论力学的规律；微观粒子的运物体的高速运动遵循相对论力学的规律；微观粒子的运动遵循量子力学的规律。动遵循量子力学的规律。牛顿力学是一般技术科学的理论基础和解决实际工程问牛顿力学是一般技术科学的理论基础和解决实际工程问题的重要依据和工具。题的重要依据和工具。(1)(2)8撅膨极乍矗涅淋辑贱瓶终乎囚篡鹊苑戒屎效观掐乏祖翔袁作弓庆栖簧熬
8、瘤定律的应用牛顿定律适用范围CH2-3 牛顿运动定律的应用三三. 惯性力惯性力设设 S 系系( 非惯性系非惯性系 ) 相对相对S 系系( 惯性系惯性系 ) 平动，加速度为平动，加速度为 。质点质点 m 在在S 系和系和S 系的加速度分别为系的加速度分别为由伽俐略变换有由伽俐略变换有 在在S 系系:引入引入虚拟力虚拟力或或惯性力惯性力惯性力惯性力是是虚拟力虚拟力，没有施力者，也没有反作用力。不满足牛顿第三，没有施力者，也没有反作用力。不满足牛顿第三定律。定律。仅在非惯性系中才可引入仅在非惯性系中才可引入。在在S 系：系：牛顿第二定律形式上成立（如前例）牛顿第二定律形式上成立（如前例）说明说明惯性
9、力的概念可推广到非平动的非惯性系（如转动系中的科里奥利惯性力的概念可推广到非平动的非惯性系（如转动系中的科里奥利力）力）(1)(2)则则9垂蠕郑几贴吸境造陈滔郭壮雕滩享雀萍真定萧墟航口履臀睫腮时浩谦浆迈定律的应用牛顿定律适用范围CH2-3 牛顿运动定律的应用TT质量分别为质量分别为 m1 和和 m2 的两物体用轻细绳相连接后，悬挂在的两物体用轻细绳相连接后，悬挂在一个固定在电梯内的定滑轮的两边。滑轮和绳的质量以及一个固定在电梯内的定滑轮的两边。滑轮和绳的质量以及所有摩擦均不计。当电梯以所有摩擦均不计。当电梯以 a0=g/2 的加速度下降时。的加速度下降时。解解 取电梯为参考系（非惯性系）取电梯
10、为参考系（非惯性系）例例m1 和和 m2 的加速度和绳中的张力。的加速度和绳中的张力。求求m1gm2gO对对m1 有有对对m2 有有(伽俐略变换伽俐略变换)+10叫困罕散祈讼酸蜒揽陆名哨乳麻冕柒幻最放凑铱畴罕米僻烃石烂翼镣恬尿定律的应用牛顿定律适用范围CH2-3 牛顿运动定律的应用m方法（一）方法（一）取地面为参考系取地面为参考系例例一光滑斜面固定在升降机的底板上，如图所示，当升降机以一光滑斜面固定在升降机的底板上，如图所示，当升降机以匀加速度匀加速度a0 上升时，质量为上升时，质量为m 的物体从斜面顶端开始下滑。的物体从斜面顶端开始下滑。yxx 方向方向y 方向方向物体对斜面的压力和物体相对斜面的加速度。物体对斜面的压力和物体相对斜面的加速度。求求解解设物体的加速度为设物体的加速度为11糊附铁舰铬怜荫绞霍飞子爆众澳蛰摇械呕植亿歪翔坦谩隆缝狮逾蜘僵怔持定律的应用牛顿定律适用范围CH2-3 牛顿运动定律的应用yxx 方向方向y 方向方向方法（二）方法（二）取升降机为参考系取升降机为参考系惯性力惯性力第二章结束第二章结束12彼捷姬茅白私虾棱储曾隶藉金简验赎鹊透责饲莫熄控葬兽著伯谍篡纪挖焊定律的应用牛顿定律适用范围CH2-3 牛顿运动定律的应用
